Московская химическая олимпиада РЕШЕНИЯ 10 класс 2007/08

Московская химическая олимпиада
РЕШЕНИЯ
10 класс
2007/08 уч. год
10-1. N2 → А → NH3 → Б → NO2 → HNO3 → В → N2O
А - нитрид металла,
Б - NO, В - NH4NO3
реакции N2 + 3 Ca = Ca3N2 (это может быть также нитрид магния или лития)
Сa3N2 + 6 H2O = 3 Ca(OH)2 + 2 NH3
4 NH3 + 5 O2 = 4 NO + 6 H2О (в присутствии катализатора Pt)
2 NO + O2 = 2 NO2
4 NO2 + 2 H2O + O2 = 4 HNO3
HNO3 + NH3 = NH4NO3
NH4NO3 = N2O + H2O
CaO → Г → C2H2 → Д → CH3COOH → Е → CH3C(O)CH3
Г - CaC2, Д - CH3CHO, Е - (CH3COO)2Ca
CaO + 2 C = CaC2 + CO
CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2
C2H2 + H2O = CH3CHO (реакция Кучерова, должен быть указан катализатор Hg2+)
окисление CH3CHO до CH3COOH (любой приемлемый окислитель)
термическое разложение 2 CH3COOH + Сa(OH)2 = CH3C(O)CH3 + CaCO3
10-2. Рассмотрим 300 мл смеси. При разложении озона ее объем увеличивается на 17,5%, т.е. на 52,5 мл.
2 O3 = 3O2 т.е.
при разложении 2 мл - объем увеличивается на 1 мл
при разложении x мл - объем увеличивается на 52,5 мл
x = 105 мл озона содержится в исходной смеси.
При быстром пропускании смеси через раствор с иодидом калия взаимодействует только озон.
2 KI + 2 HCl + O3 = I2 + 2 KCl + O2 + H2O
на 1 моль озона можно получить 254 г иода
на 0,0047 моль (что соответствует 105 мл) - х г
х = 1,19 г.
10-3. Для проведения реакций всех веществ друг с другом удебно составить таблицу
KOH
Al2(SO4)3
Na2CO3
NH4Cl
HCl
KOH
осадок (выпадает ничего
выд. газа при ничего
и
растворяется
нагревании
или выпадает не
(основные
сразу,
в
свойства
зависимости
от
окрашивание
порядка
влажной
сливания)
индикаторной
бумажки)
Al2(SO4)3
осадок
осадок + газ ничего
ничего
(выпадает и
растворяется
или выпадает
не сразу, в
зависимости
от
порядка
сливания)
Na2CO3
ничего
осадок + газ
газ
(при выделение
нагревании)
пузырьки
NH4Cl
выд. газа при ничего
газ
(при
ничего
нагревании
нагревании)
(основные
свойства
окрашивание
влажной
индикаторной
бумажки)
HCl
ничего
ничего
выделение
ничего
газа
пузырьки
газа
-
Из таблицы видно, что каждое из веществ дает свой уникальный набор реакций, т.е. вещества различаются.
Реакции
Al2(SO4)3 + KOH = Al(OH)3 + K2SO4, Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4]
KOH + NH4Cl = KCl + NH3 + H2O
Al2(SO4)3 + 3 Na2CO3 + 3 H2O = 2 Al(OH)3 + 3 CO2 + 3 Na2SO4
Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCl + CO2
Na2CO3 + 2 NH4Cl = 2 NH3 + CO2 + 2 NaCl + H2O
10-4.
1) Судя по свойствам, углеводород А является ароматическим и не содержит двойных связей (помимо тех, что в
бензольном кольце)
2) один моль С6H6 образует 6 CO2 + 3 H2O т.е. 9 моль продуктов, газообразных при 300°
один моль А образует таким образом 15 моль (т.к. отношение 5 : 3).
Так как углеводород ароматический и не содержит дополнительных двойных связей это соответствует C9H12 (9
CO2 + 6 H2O)
3) Такую суммарную формулу может иметь пропилбензол, метилэтилбензол и триметилбензол. Чтобы выбрать
правильный вариант, нужно определить формулу кислоты.
Содержание элементов в кислоте соответсвует бензойной C6H5COOH
4) Так как при окислении А получается бензойная кислота, значит А имеет один заместитель в кольце, т.е. это
н-пропилбензол или изопропилбензол.
10-5.
Предположим, что углеводород В - бензол (что соответствует его молярной массе).
Вещество С - метанол
Вещество А — метилбензоат
при нагревании:
C6H5COOCH3 + NaOH = C6H5COONa + CH3OH (гидролиз сложного эфира)
при прокаливании
C6H5COONa + NaOH = C6H6 + Na2CO3
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
Количество СO2 — 0,1 моль, значит должно быть по 0,1 моль метанола и бензола, что составляет 7,8 + 3,2 = 11
г, это соответствует условию
10-6.
1) Соль представляет собой сульфат, так как с нитратом бария образует осадок, не растворимый в кислотах
2) При действии щелочи получен гидроксид, который затем окисляется, а при прокаливании образуется оксид.
Если оксид M2On содержит 30% кислорода, то молекулярная масса металла: при n = 1 составляет 18,67 (такого
нет), при n = 2 — 37,3 (такого тоже нет) и при n = 3 — 56. Такой есть, это железо.
3) 0,4 г Fe2O3 соответствуют 0,0025 моль. Тогда исходного сульфата железа(II) было взято 0,005 моль, т.е. 0,76
г. Однако по условию задачи его взято 2,78 : 2 = 1,39 г. Остается предположить, что был взят кристаллогидрат
4) Определим состав кристаллогидрата 1,39 - 0,76 = 0,63. Так как вещества 0,005 моль, то 1 моль содержит 126 г
воды, что соответствует 7 молям воды. Формула кристаллогидрата — FeSO4 7 H2O
5) Реакции
FeSO4 + Ba(NO3)2 = BaSO4 + Fe(NO3)2
FeSO4 + 2 NaOH = Fe(OH)2 + Na2SO4
Fe(OH)2 + O2 + H2O = Fe(OH)3
Fe(OH)3 = Fe2O3 + H2O
10 FeSO4 + 2 KMnO4 + 8 H2SO4 = 5 Fe2(SO4)3 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 8 H2O
6) 50 см3 указанного раствора KMnO4 содержат 0,02 х 0,05 = 0,001 моль пермангагата. По уравнению реакции
он взаимодействует с 0,005 моль FeSO4, что соответсвует расчету для первой порции соли.